Программное обеспечение для ПЛК
Писать программу для ПЛК будем на МЭК языках, точнее на языке ST, так как МЭК языки предназначены для программирование систем автоматизации. Язык ST предназначен для программирования промышленных контроллеров и операторских станций. Широко используется SCADA/HMI/SoftLogic пакетах. По структуре ближе всего к языку программирования Паскаль. Удобен для написания больших программ и работы с аналоговыми сигналами и числами с плавающей точкой. ПРИЛОЖЕНИИ В.
Рисунок 31- Функциональная схема управления ГЭТУ-25
Симуляция работы ПЛК в VMLAV
Для того чтобы убедиться в правильности работы нашей схемы и получить временные диаграммы работы системы, необходимо провести симуляцию работы ПЛК. Будем использовать программу CodeSys v.2.3, которая предназначена для написание программы для ПЛК100.
Электрическая принципиальная схема стенда
Электрическая принципиальная схема приведена на рисунке 32.
Питание системы будет от стандартной сети 220В, 50 Гц. Данные с датчиков температуры и давления считывается ПЛК100 по интерфейсу RS485. С датчика уровня с дискретного входа МВА8. Обработка данных с датчиков и выработка сигналов на исполнительные устройства управления программное с помощью соответствующих средств ПЛК100 либо ручное.
Для вывода визуальной информации о текущих значениях давления и температур в ГЭТУ-25 используется персональный компьютер с установленным программным обеспечением «MASTERSCADA».
Выводы
Технические характеристики микропроцессора ПЛК100 позволяют создать на его базе систему управления ГЭТУ-25 с учетам предъявляемых технологических требований к режимам работы. На основе разработанного аппаратно-программного обеспечения осуществляется мониторинг и индикация показателей температуры и давления и автоматическое регулирование в соответствии с выбранным режимом работы.
Изготовление лабораторный стенда для отладки и доработки программного обеспечения
Был изготовлен стенд для отладки и доработки программного обеспечения общий вид которого показан на рисунке 33.
Рисунок 33 - Лабораторный стенда для отладки и доработки программного обеспечения
Рисунок 32 - Электрическая принципиальная схема стенда
Предложения по доработке конструкции ГЭТУ -25 и корректировка конструкторской документации на экспериментальный образец ГЭТУ
Анализ результатов лабораторных исследований макетного образца ГЭТУ -25 позволяют наметить следующие пути доработки технической документации для изготовления экспериментального образца:
- крышку парогенератора выполнить в виде цилиндра с плоским основанием и расположить основанием верх, а встроенный теплообменник установить в цилиндрической части крышки;
- в конструкции парогенератора предусмотреть второй теплообменник, выполнить его в виде водяной рубашки, расположенной в боковой части цилиндрической крышки;
- уменьшить межэлектродное расстояние в нижней части электродной системы;
- внести изменения в теплотехническую схему ГЭТУ.
Откорректирована конструкторская документации на экспериментальный образец ГЭТУ -25 с учетом вышеперечисленных предложений (ПРИЛОЖЕНИЕ Г).
На рисунках 34, 35 показаны доработанные конструкция парогенератора и теплотехническая схема экспериментального образца ГЭТУ-25.
1 – корпус парогенератор; 2 –цилиндрическая крышка; 3- электроды; 4 – встроенный теплообменик; 5 - наружный теплообменник(водяная рубашка); 6 – выходной патрубок; 7 – входной патрубок;
Рисунок 34 - Конструкция парогенератора с встроенным теплообменником и водяной рубашкой
1 - электродный парогенератор; 2 - электроды; 3- наружный теплообменник(водяная рубашка); 4 - цилиндрическая крышка; 5 - проходной изолятор 6,13,15,16,18,22,27,28,30,32,34,35,37,38,46,50 - вентили; 7,12,36,39,41- электромагнитные вентили; 8,23,31 - - предохранительные клапана; 9 - электроконтактный манометр; 10 - встроенный теплообменник; 11 - датчики уровня котловой воды; 14,21,43 - циркуляционные насосы; 17 - бойлер-аккумулятор для горячей воды; 19 - теплообменник бойлера; 20,40,42 - обратные клапаны; 24 - тепловоспринимающая колба гелиоколлектора; 25 - коллектор; 26 - манометр показывающий; 29 - мембранный бачок; 33- датчик терморегулятора; 44- радиаторы отопления; 45 - кран \Маевского; 47 - вытеснительный бачок; 48 - расширительный бачок; 49 - поплавковый регулятор уровня;
Рисунок 35 - Теплотехническая схема экспериментального образца ГЭТУ - 25
Отчет о соответствии плановых и фактических затрат (объемов финансирования) на проведение работ в разрезе заданий и тем
Объем финансирования задания в 2013г. по договору №182 от 04.02.2013г составляет: по плану - 8000,0 тыс.тг.; фактически - 8000,0 тыс.тг.
6 Сведения о патентовании и лицензировании результатов работ, а
также о публикациях и мероприятиях научно-технической пропаганды
Патентно-изобретательская деятельность
Получены два положительных решения:
- по заявке № 2013/0642.1 «Электродный парогенератор»;
- по заявке № 2013/0641.1 «Трехфазный электродный парогенератор».
Копии положительных решений приведены в ПРИЛОЖЕНИИ Д.
Издание научных трудов и статей
1 Кешуов С.А., Алдибеков И.Т., Хасанов А.Р. Результаты эксперементальных иследований работы паронагревателей // Исследования, результаты. Алматы: КазНАУ, - №2, 2014.- С. 238...246
2 Кешуов С.А., Алдибеков И.Т., Хасанов А.Р. Обоснование режимов работы пароводонагревателя с двумя встроенными теплообмениками // Исследования, результаты. Алматы: КазНАУ, - №3, 2014.- С. 251...259
3 Кешуов С.А., Алдибеков И.Т., ЖакишеваМ.Т. Иследование солнечного водонагревателя с вакуумированным трубчатым коллектором // Исследования, результаты. Алматы: КазНАУ, - №3, 2014.- С. 259...268
Участие в конференциях, семинарах, выставках
1 Кешуов С.А., Алдибеков И.Т., Хасанов А.Р. Исследование режимов работы пароводонагревателя со встроенным теплообменником. Международная научно-практическая конференция «Система технологий и машин для инновационного развития АПК России», Москва, ВИМ, 2013.
2 Keshuov S.A., Aldibekov I.T., Barcov V.I. Improving the efficiency of heat supply in dairy farming /5th International Conference on Trends in Agricultural Engineering, September 3-6, 2013, Prague, Czech Republic
ҚОРЫТЫНДЫ
1 2013 жылға жоспарланған ғылыми-зерттеу жұмыстырының бағдарламасы және жасау әдістемесі жасалып, «ҚазАШМЭҒЗИ» ЖШС-нің Ғылыми кеңесінде бекітілді.
2 Ағымдық патенттік зерттеулер мен әдебиеттерді талдау нәтижесі зерттеу тақырыбының актуальды екендігін және электр мен күн энергиясын қолдануға негізделген көп функциональды жылулық қондырғыны ойлап құрастыру қажет екендігін дәлелдеді.
3 ГЭЖҚ-25 қондырғысының ПЛК 100 микропроцессор негізінде жасалған басқару жүйесінің бағдарламамен қамтамасыз ету ойлап құрастырылды. Оның құрамына алгоритм, структуралық, функциональдық және электрлік сұлбалар кіреді. Негізгі модульдер, датчиктер және орындаушы механизмдердің коммутациялау блоктары таңдалды. Стенд жасалды және онда басқару жүйесінің бағдарламасы мен элементтерін тексеру жүргізілді.
4 Ішінде жылуалмастырғышы бар бу генераторынан, бойлерден, жылулық түтікшелерден тұратын вакуумдік коллектордан құрастырылған екі контурлы гелиоқыздырғыштан және автоматты басқару қалқанынан тұратын ГЭЖҚ-25 қондырғысының макеттік нұсқасы жасалды
5 Бу генераторының макеттік нұсқасына зертханалық сынақ жүргізілді. Бумен қамтамасыз ету режимі кезінде мынадай нәтижелер алынды; номиналды қуат - 23,14 кВт, бу өндіру өнімділігі – 30,4 кг/сағ., п.ә.к. - 0,943, электрнергиясының меншікті шығыны – 0,761кВт·сағ/кг, қазандық судың меншікті кедергісінің өзгеру диапазоны - 28,4…4,05 Ом·м., номиналды режимге шығу уақыты – 14 мин., қазандық суды сыртқа шығарусыз жұмыс істеу ұзақтығы – 11 сағ.
Қыздыру ауданы 0,41 м2 болат жылуалмастырғыштың ағын суды қыздыру режимі кезінде сынау нәтижелері мынаны көрсетті; өнімділігі – G=180 л/сағ., жылу беру коэффициенті Кт.пг = 480,8 Вт/м2· ºС тең, ал тұтынатын орташа қуат Р=10963 Вт тең болды.
Жылуалмастырғышты жылыту жүйесіне қосқанда және ондағы судың орташа температурасы tср=82,85 ºС, ал шығыны 0,178 л/с болғанда ол жүйеге 8,1 кВт қуат бере алады.
6 Бойлердегі суды онда орналасқан жылуалмастырғыш арқылы қыздыру үрдісін зерттеу нәтижелері бұл жағдайда бу генераторы төменгі қуатпен (5,08…8,03 кВт) жұмыс жасайтындығын, сол себепті суды ұзақ (τ = 5,08…7,93 сағ.) қыздыратындығын көрсетті.
Бойлердегі суды бу генераторына орналасқан жылуалмастырғышпен қыздыру үрдісін зерттеу суды еріксіз жүргізуді және жылулық изоляциясы жақсартылған бойлерді қолдануды қарастыратын жылу техникалық сұлбаны пайдаланған кезде ең жақсы көрсеткіштерге (τ= 2,55 ч, Рср= 15,55 кВт, η=0,939, Δt =64 °С) қол жеткізуге болатындығын көрсетті.
7 Гелиоқыздырғышқа экспериментальдық зерттеулер жүргізілді. Алынған деректер 50 жылулық түтікшелерден тұратын, ауданы S=5 м2 гелиоколлектор сентябрь айында, аспан ашық және даладағы ауаның температурасы 21…35 ºС болғанда көлемі 500 л суды 4,42 сағатта 22 ºС тан 42 ºС дейін 7,0…7,66 сағатта 50 ºС дейін, 9 сағатта 57 ºС дейін қыздыратындығын көрсетті. Суды қыздыру деңгейі осындай болған кезде пайдалы энергия мөлшері 9,62 кВт·сағ., 16,56 кВт·сағ. және 20,6 кВт·сағ. сәйкес, ал суды қыздыруға жұмсалатын орташа қуат 2,18 кВт, 2,16 кВт және 2,28 кВт сәйкес болады. П.ә.к. 0,675… 0,727 аралығында болды.
Октябрь айында даладағы температураның және күн радиациясының қарқыны төмендеуіне байланысты бойлердегі су 7 сағатта 21 ºС тен 42 ºС дейін көтерілді. П.ә.к. 0,55…0,65 аралығында өзгерді, ал орташа қуат 1,09… 1,49 кВт аралығында болды.
8 Екінші жылуалмастырғыш орнату, қақпақтың конструкциясын өзгерту, электродаралық қашықтықты азайту арқылы бу генераторының конструкциясы жетілдірілді және жылутехникалық сұлбаға өзгертулер енгізілді.
Экспериментальдық нұсқаның қиыстыру құжаттарына түзетулер жүргізілді.
9 Есеп беру мерзімі ішінде 2 мақала жарияланып, екі инновациялық патент беру туралы өтініш бойынша оң шешім қабылданды, 2 Халықаралық конференцияда ( Москва қ., Прага қ.) 2 баяндама жасалды
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1 Разработана и утверждена на Ученом совете ТОО «КазНИИМЭСХ» программа и методика выполнения НИР на 2013 год.
2 Проведенные текущие патентные исследования и литературный обзор подтвердили актуальность выполняемой темы и целесообразность разработки многофункциональной тепловой установки на базе электрической и солнечной энергии.
3 Разработано программное обеспечение для системы управления ГЭТУ-25 базе микропроцессора ПЛК 100, включающее алгоритм, структурную, функциональную и электрическую схемы. Выбраны основные модули, датчики, и блоки коммутации исполнительных механизмов. Изготовлен стенд и проведена отладка программного обеспечения и элементов системы управления.
4 Изготовлен макетный образец ГЭТУ-25, состоящий из электродного парогенератора с встроенным теплообменником, бойлера, двухконтурного гелионагревателя с вакуумированным коллектором с тепловыми трубками и щита автоматического управления
5 Проведены лабораторные испытания макетного образца парогенератора. В режиме пароснабжения получены следующие результаты: номинальная мощность -23,14 кВт, номинальная паропроизводительность - 30,4 кг/ч, к.п.д. - 0,943, удельный расход электроэнергии - 0,761кВтч/кг, диапазон изменения удельного сопротивления котловой воды - 28,4…4,05 Ом·м., время выхода в номинальный режим - 14 мин., продолжительность непрерывной работы парогенератора без продувки - 11 ч.
Результаты испытания встроенного стального теплообменника с площадью нагрева 0,41 м2 в режиме нагрева проточной воды показали, что производительность составляет G=180 л/ч при средней температуре воды в теплообменнике 44,8 ºС, а его коэффициент теплопередачи Кт.пг равен 480,8 Вт/м2· ºС, среднее значение потребляемой мощности равно Р=10963 Вт.
При подключении теплообменника в систему отопления он может передавать тепловую мощность 8,1 кВт при средней температуре воды в нем tср = 82,85 ºС и расходе, равном 0,178 л/с.
6 Результаты исследований процесса нагрева воды в бойлере показали, что при использовании теплообменника в бойлере парогенератор работает с сравнительно низкой средней мощностью (5,08…8,03кВт), и как следствие нагревает воду относительно долго (τ = 5,08…7,93 ч).
Исследования процесса нагрева воды в бойлере при помощи встроенного теплообменника в парогенераторе показали, что наилучшие технические показатели (τ= 2,55 ч, Рср= 15,55 кВт, η=0,939, Δt =64 °С) имеют место при теплотехнической схеме, в которой предусмотрена принудительная циркуляция нагреваемой воды и использование бойлера с улучшенной теплоизоляцией.
7 Проведены экспериментальные исследований режимов работы гелионагревателя. Анализ данных показывает, что в сентябре вакуумированный гелиоколлектор с 50 тепловыми трубками и площадью S=5 м2 способен нагреть воду объемом 500 л с 22 ºС до 42 ºС за 4,42 ч, до 50 ºС за 7,0…7,66 ч, и до 57 ºС за 9 ч, при ясной, солнечной погоде и колебании температуры наружного воздуха в пределах 21…35 ºС. При данных степенях нагрева количество полезной энергии составляет 9,62 кВт·ч, 16,56 кВт·ч и 20,6 кВт·ч соответственно, а средняя тепловая мощность на нагрев воды - 2,18 кВт, 2,16 кВт и 2,28 кВт соответственно. При этом к.п.д. колеблется в пределах 0,675… 0,727.
В октябре месяце в результате понижения температуры наружного воздуха и плотности солнечной радиации вода в бойлере нагревалась с 21 ºС до 42 ºС за 7 часов. К.п.д. установки колеблется в пределах 0,55…0,65, а средняя мощность - 1,09… 1,49 кВт.
8 Доработана конструкция парогенератора, в котором дополнительно установлен второй теплообменник, изменена конструкция крышки, уменшено межэлектродное расстояние в электродной системе, внесены изменения в теплотехническую схему ГЭТУ.
Откорректирована конструкторская документации на экспериментальный образец ГЭТУ -25.
9 За отчетный период опубликованы 2 статьи, получены 2 положительных решения по заявкам на инновационный патент, сделано 2 доклада на 2 международных конференциях (г. Москва, г. Прага).
Дата добавления: 2018-05-31; просмотров: 1064; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!